CN115951374A - 一种信号干扰抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号干扰抑制方法，涉及卫星信号干扰技术领域，包括接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差；基于传输信息判断卫星信号是否受到干扰，判断干扰是否为压制干扰；若干扰并非是压制干扰，则获取干扰信号的方向，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰；若干扰是压制干扰，则通过阵列天线进行干扰的抑制；若干扰是欺骗干扰，则获取干扰信号的干信比，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制；获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度。提高了判断的精度，通过信干噪比调整转向角度，提高了抑制的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及卫星信号干扰技术领域，更具体地，涉及一种信号干扰抑制方法。
背景技术
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)由于具有全天候、大范围、高精度的特点，在各领域，尤其是军用领域具有广泛应用。
针对卫星接收机的人为干扰一般分为压制干扰和欺骗干扰，压制干扰为通过产生大功率的电磁波覆盖导航接收机的频带，造成信号接收质量的下降，使其不能正常地定位，就可以干扰到接收机。欺骗干扰与真实的卫星信号功率相当，而且信号格式完全一致，通过欺骗导航接收机，使之产生错误的定位结果，也就是近些年广受关注的欺骗干扰。
现有技术中，欺骗干扰判断的准确性较低，且通过天线阵列抑制干扰后，不能确定抑制效果，从而合理调整天线，导致抑制可靠性较低。
因此，如何提高欺骗干扰判断的准确性和抑制可靠性，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种信号干扰抑制方法，用以解决现有技术中欺骗干扰判断准确性较差、抑制可靠性的技术问题。所述方法包括：
接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差；
基于传输信息判断卫星信号是否受到干扰，判断干扰是否为压制干扰；
若干扰并非是压制干扰，则获取干扰信号的方向，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰；
若干扰是压制干扰，则通过阵列天线进行干扰的抑制；
若干扰是欺骗干扰，则获取干扰信号的干信比，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制；
获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度。
本申请一些实施例中，接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差，包括：
传输信息包括目标卫星的C/A码信息和目标卫星的信号频谱图；
根据目标卫星的C/A码信息确定目标卫星的主要带宽区域，根据目标卫星的主要带宽区域在信号频谱图中确定主要功率区间，基于信号传输损耗确定卫星地面信号功率；
基于卫星地面信号功率和主要功率区间确定卫星地面信号功率区间，在目标卫星的信号频谱图上找的与卫星地面信号功率区间对应的带宽区域，并确定此带宽区域内的噪声功率区间；
将卫星地面信号功率区间与噪声功率区间作差得到功率差区间。
本申请一些实施例中，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰，包括：
控制接收机朝干扰信号相反的方向按照动态参数移动预设距离，并获取接收机移动过程中的信号载噪比，建立载噪比变化曲线；
获取接收机信息和C/A码信息确定载噪比阈值范围，判断载噪比变化曲线是否在载噪比阈值范围内；
若载噪比变化曲线不在载噪比阈值范围内，则判断干扰为欺骗干扰；
若载噪比变化曲线在载噪比阈值范围内，则根据动态参数在载噪比变化曲线中选取多个标志点，计算相邻两个标志点间的斜率平均值，从而得到综合斜率平均值，综合斜率平均值公式如下：
其中，
是综合斜率平均值，n为斜率平均值的个数，
是第i个斜率平均值对应的相邻两个标志点的互影响权重，
是第i个斜率平均值，exp是指数函数；
若综合斜率平均值超过预设斜率区间，则干扰为欺骗干扰；
若综合斜率平均值不超过预设斜率区间，则不存在欺骗干扰。
本申请一些实施例中，控制接收机朝干扰信号相反的方向按照动态参数移动预设距离，包括：
将预设距离划分为多个长度不同的子距离，根据子距离的长度确定动态参数，其中，动态参数包括速度和加速度；
先确定首子距离的初始速度，
再确定后续子距离的加速度，
其中，
是第一初始速度，
是第二初始速度，
是第三初始速度，且
，
、b1、c1、d1均为首子距离对应的预设距离，
、b2、c2、d2均为后续子距离对应的预设距离，
是初始预设加速度，X1是首子距离的长度，X2是后续子距离的长度。
本申请一些实施例中，根据动态参数在载噪比变化曲线中选取多个标志点，包括：
基于载噪比变化曲线建立对应的速度变化曲线，将首子距离中
/2处作为标志点，在速度变化曲线中确定每个后续子距离的平均速度，并将后续子距离中平均速度处作为标志点。
本申请一些实施例中，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制，包括：
根据接收机信息确定第一干信比区间；
若干扰信号的干信比位于第一干信比区间，则不通过阵列天线进行抑制；
若干扰信号的干信比位于第二干信比区间，则根据卫星信号噪声功率差预测干扰概率，基于干扰概率控制阵列天线进行抑制或不进行抑制；
若干扰信号的干信比位于第三干信比区间，则通过阵列天线进行抑制；
其中，第一干信比区间小于第二干信比区间，第二干信比区间小于第三干信比区间。
本申请一些实施例中，根据卫星信号噪声功率差预测干扰概率，基于干扰概率控制阵列天线进行抑制或不进行抑制，包括：
根据干扰信号的干信比和第二干信比区间内最小值确定干信比超出量；
将卫星信号噪声功率差进行映射，得到噪声影响量；
基于干信比超出量和噪声影响量确定校对量；
校对量公式为：
其中，L为校对量，
为干信比超出量对应的影响权重，
为干信比超出量，
为噪声影响量对应的影响权重，
为噪声影响量，
为目标卫星的综合安全性对应的影响权重，n为目标卫星的参数数量，
为第i项目标卫星参数的公开程度对应的平衡权重，
为第i项目标卫星参数的公开程度，
为第i项目标卫星参数的保密程度对应的平衡权重，
为第i项目标卫星参数的保密程度；
根据校对量和预设概率表预测干扰概率，其中概率表中每个校对量均对应有一个干扰概率；
若干扰概率超过第一预设概率，则控制阵列天线进行抑制；
若干扰概率超过第二预设概率，且不超过第一预设概率，则确定误判影响量，根据误判影响量在预设修正因子库中选择一个修正因子对干扰概率进行修正，得到修正后的干扰概率，若修正后的干扰概率超过第三预设概率，则控制阵列天线进行抑制，若修正后的干扰概率不超过第三预设概率，则控制阵列天线不进行抑制；
若干扰概率不超过第二预设概率，则控制阵列天线不进行抑制；
其中，第一预设概率大于第二预设概率。
本申请一些实施例中，获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度，包括：
若干扰是压制干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比低于第一预设信干噪比，则根据第一信干噪比差量和第一转向角度表调整阵列天线的转向角度，其中第一转向角度表中每个第一信干噪比差量均对应有一个目标角度，第一信干噪比差量为阵列天线抑制后输出的信干噪比与第一预设信干噪比的差值；
若干扰是欺骗干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比低于第二预设信干噪比，则获取干噪比，基于干噪比的趋向程度分配干扰和噪声的权重，基于干扰和噪声的权重确定中间量，根据第二信干噪比差量和第二转向角度表确定初始角度，根据中间量和预设修正因子库确定修正因子，根据修正因子对初始角度进行修正，以得到目标角度，根据目标角度调整阵列天线的转向角度，其中，第二信干噪比差量为阵列天线抑制后输出的信干噪比与第二预设信干噪比的差值，第二转向角度表中每个第二信干噪比差量均对应有一个初始角度。
本申请一些实施例中，所述方法还包括：
若干扰是压制干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比不低于第一预设信干噪比，或，干扰是欺骗干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比不低于第二预设信干噪比，则不调整阵列天线的转向角度。
通过应用以上技术方案，接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差；基于传输信息判断卫星信号是否受到干扰，判断干扰是否为压制干扰；若干扰并非是压制干扰，则获取干扰信号的方向，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰；若干扰是压制干扰，则通过阵列天线进行干扰的抑制；若干扰是欺骗干扰，则获取干扰信号的干信比，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制；获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度。本申请通过卫星信号功率差判断是否为欺骗干扰，提高了判断的精度，并通过干信比进行阵列天线的干扰抑制，通过信干噪比调整转向角度，提高了抑制的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提出的一种信号干扰抑制的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种信号干扰的抑制方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差；
步骤S102，基于传输信息判断卫星信号是否受到干扰，判断干扰是否为压制干扰；
步骤S103，若干扰并非是压制干扰，则获取干扰信号的方向，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰；
步骤S104，若干扰是压制干扰，则通过阵列天线进行干扰的抑制；
步骤S105，若干扰是欺骗干扰，则获取干扰信号的干信比，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制；
步骤S106，获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度。
本实施例中，先说明方案中几个名词的定义，方便后续理解。信噪比为传输信号的平均功率与噪声的平均功率之比。干噪比为干扰功率与噪声功率之比，干信比为干扰强度与信号强度之比。信干噪比为信号平均功率与噪声平均功率与干扰平均功率之和之比。载噪比为经调制的信号平均功率与噪声的平均功率之比。
本实施例中，传输信息包括定位信号，若根据定位信号不能正常定位，则判断干扰为压制干扰。
本实施例中，一般来说，干扰信号的干信比超过阈值（接收机决定）才可破坏接收机环路，导致定位错误，但是，因为一些噪音等影响因素存在，通过这个阈值检测准确性较低，不能精准判断是否会干扰。因此基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰及干扰是否有效。
本实施例中，通过阵列天线对干扰信号进行抑制后，若输出的信干噪比不符合要求，说明抑制效果较差，需要进行调整。此时通过控制阵列天线的转向角度来调整抑制效果。
本实施例中，需要说明的是，上述干扰情况只考虑单个干扰存在，即要么是压制干扰，要么就是欺骗干扰，不对两者均存在的情况进行讨论。
上述方案的有益效果：基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度，提高了欺骗干扰的检测的精度，保证了干扰信号的抑制效果。
本申请一种信号干扰的抑制方法一些实施例中，接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差，包括：
传输信息包括目标卫星的C/A码信息和目标卫星的信号频谱图；
根据目标卫星的C/A码信息确定目标卫星的主要带宽区域，根据目标卫星的主要带宽区域在信号频谱图中确定主要功率区间，基于信号传输损耗确定卫星地面信号功率；
基于卫星地面信号功率和主要功率区间确定卫星地面信号功率区间，在目标卫星的信号频谱图上找的与卫星地面信号功率区间对应的带宽区域，并确定此带宽区域内的噪声功率区间；
将卫星地面信号功率区间与噪声功率区间作差得到功率差区间。
本实施例中，信号频谱图是指横坐标为频率（MHz），纵坐标为卫星信号功率（dBm）的关系图。
本实施例中，此处C/A码信息主要是C/A码速率，C/A码速率决定了卫星信号主要带宽（频率）范围。
本实施例中，在主要功率区间内取离卫星地面信号功率点相邻的前后预设功率差的两个点作为卫星地面信号功率区间的端点，以得到卫星地面信号功率区间。
上述方案有益效果：基于卫星地面信号功率和主要功率区间确定卫星地面信号功率区间，并确定对应带宽区域内的噪声功率区间，以得到功率差区间，方便后续步骤对干扰概率的判断，提高了干扰判断的适应性。
本申请一种信号干扰的抑制方法一些实施例中，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰，包括：
控制接收机朝干扰信号相反的方向按照动态参数移动预设距离，并获取接收机移动过程中的信号载噪比，建立载噪比变化曲线；
获取接收机信息和C/A码信息确定载噪比阈值范围，判断载噪比变化曲线是否在载噪比阈值范围内；
若载噪比变化曲线不在载噪比阈值范围内，则判断干扰为欺骗干扰；
若载噪比变化曲线在载噪比阈值范围内，则根据动态参数在载噪比变化曲线中选取多个标志点，计算相邻两个标志点间的斜率平均值，从而得到综合斜率平均值，综合斜率平均值公式如下：
其中，
是综合斜率平均值，n为斜率平均值的个数，
是第i个斜率平均值对应的相邻两个标志点的互影响权重，
是第i个斜率平均值，exp是指数函数；
若综合斜率平均值超过预设斜率区间，则干扰为欺骗干扰；
若综合斜率平均值不超过预设斜率区间，则不存在欺骗干扰。
本实施例中，一般来说，卫星轨道距离地面越2万千米，信号在传输过程中受到各种因素的影响，到达接收机接收天线时已经变得很弱，这时接收机位置小范围的移动相比整个遥远的传输路径而言，可以认为接收到的真实卫星信号载噪比基本不变。欺骗干扰的信号源离接收机相对较近，由于与接收机距离一般在几千米甚至几百米以内，此时接收机的位置变化会引起载噪比变化。可以据此判断干扰是否为欺骗干扰。但是，若干扰源距离接收机较远，可能载噪比也在检测范围内，不易检测出。
本实施例中，此处C/A码信息主要是信号功率，接收机信息包括接收机的噪声功率，据此确定载噪比阈值范围。
本实施例中，载噪比变化曲线是横坐标为移动距离，纵坐标为载噪比的关系曲线。
本实施例中，n为斜率平均值的个数，即n等于标志点个数减一。一般来说n取值在10附近，exp函数表示修正。
上述方案的有益效果：建立载噪比变化曲线，计算相邻两个标志点间的斜率平均值得到综合斜率平均值，根据综合斜率平均值判断是否为欺骗干扰，提高了欺骗干扰判断的精度，保证了后续抑制有效进行。
本申请一种信号干扰的抑制方法一些实施例中，控制接收机朝干扰信号相反的方向按照动态参数移动预设距离，包括：
将预设距离划分为多个长度不同的子距离，根据子距离的长度确定动态参数，其中，动态参数包括速度和加速度；
先确定首子距离的初始速度，
再确定后续子距离的加速度，
其中，
是第一初始速度，
是第二初始速度，
是第三初始速度，且
，
、b1、c1、d1均为首子距离对应的预设距离，
、b2、c2、d2均为后续子距离对应的预设距离，
是初始预设加速度，X1是首子距离的长度，X2是后续子距离的长度。
本申请一些实施例中，根据动态参数在载噪比变化曲线中选取多个标志点，包括：
基于载噪比变化曲线建立对应的速度变化曲线，将首子距离中
/2处作为标志点，在速度变化曲线中确定每个后续子距离的平均速度，并将后续子距离中平均速度处作为标志点。
本实施例中，为了进一步提高判断的准确性，控制接收机移动的参数，以保障检测精度。
本实施例中，移动的预设距离一般为800m，首子距离是第一个子距离，其余子距离均称为后续子距离。
本实施例中，据此控制移动的动态参数，并选取多个标志点，方便后续综合斜率平均值的确定，进一步提高了欺骗干扰检测的精度，防止误判等问题出现。
本申请一种信号干扰的抑制方法一些实施例中，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制，包括：
根据接收机信息确定第一干信比区间；
若干扰信号的干信比位于第一干信比区间，则不通过阵列天线进行抑制；
若干扰信号的干信比位于第二干信比区间，则根据卫星信号噪声功率差预测干扰概率，基于干扰概率控制阵列天线进行抑制或不进行抑制；
若干扰信号的干信比位于第三干信比区间，则通过阵列天线进行抑制；
其中，第一干信比区间小于第二干信比区间，第二干信比区间小于第三干信比区间。
本实施例中，对于欺骗干扰，一般来说只要干扰信号的干信比超过预设阈值（第一干信比区间低于此值），若不超过则认为不会破坏接收机环路，不需要抑制。但是，若周围存在较多干扰因素，可能干信比接近此阈值，也会产生干扰。
本实施例中，第一干信比区间、第二干信比区间和第三干信比区间存在一定关系，根据第一干信比区间和预设更新因子（周边干扰因素决定）得到第二干信比区间（第一干信比区间和预设更新因子的乘积），第一干信比区间和第二干信比区间较为接近。在第二干信比区间基础上加上预设安全值，得到第三干信比区间。
上述方案的有益效果：通过设置多个干信比区间，提高了干扰判断的准确性，为后续阵列天线的抑制做好准备。
本申请一种信号干扰的抑制方法一些实施例中，根据卫星信号噪声功率差预测干扰概率，基于干扰概率控制阵列天线进行抑制或不进行抑制，包括：
根据干扰信号的干信比和第二干信比区间内最小值确定干信比超出量；
将卫星信号噪声功率差进行映射，得到噪声影响量；
基于干信比超出量和噪声影响量确定校对量；
校对量公式为：
其中，L为校对量，
为干信比超出量对应的影响权重，
为干信比超出量，
为噪声影响量对应的影响权重，
为噪声影响量，
为目标卫星的综合安全性对应的影响权重，n为目标卫星的参数数量，
为第i项目标卫星参数的公开程度对应的平衡权重，
为第i项目标卫星参数的公开程度，
为第i项目标卫星参数的保密程度对应的平衡权重，
为第i项目标卫星参数的保密程度；
根据校对量和预设概率表预测干扰概率，其中概率表中每个校对量均对应有一个干扰概率；
若干扰概率超过第一预设概率，则控制阵列天线进行抑制；
若干扰概率超过第二预设概率，且不超过第一预设概率，则确定误判影响量，根据误判影响量在预设修正因子库中选择一个修正因子对干扰概率进行修正，得到修正后的干扰概率，若修正后的干扰概率超过第三预设概率，则控制阵列天线进行抑制，若修正后的干扰概率不超过第三预设概率，则控制阵列天线不进行抑制；
若干扰概率不超过第二预设概率，则控制阵列天线不进行抑制；
其中，第一预设概率大于第二预设概率。
本实施例中，校对量是所有影响干扰概率因素的综合值，主要包括干信比超出量、噪声影响量和卫星信息的安全性能，因为，生成式欺骗干扰需要了解伪随机码（PRN）、历书信息、调制解调和导航解算等卫星信息，以产生欺骗信号。越了解卫星信息，欺骗成功的概率越大。
本实施例中，修正因子对干扰概率进行修正，指的是进行概率的增加或减少。
本实施例中，干扰概率指的是干扰信号能否破坏接收机环路的概率。
上述方案的有益效果：通过干信比超出量、噪声影响量和卫星信息的安全性能，确定干扰的概率，并根据干扰概率进行抑制或不抑制，提高了阵列天线的性价比，保证了资源的有效利用。
本申请一种信号干扰的抑制方法一些实施例中，获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度，包括：
若干扰是压制干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比低于第一预设信干噪比，则根据第一信干噪比差量和第一转向角度表调整阵列天线的转向角度，其中第一转向角度表中每个第一信干噪比差量均对应有一个目标角度，第一信干噪比差量为阵列天线抑制后输出的信干噪比与第一预设信干噪比的差值；
若干扰是欺骗干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比低于第二预设信干噪比，则获取干噪比，基于干噪比的趋向程度分配干扰和噪声的权重，基于干扰和噪声的权重确定中间量，根据第二信干噪比差量和第二转向角度表确定初始角度，根据中间量和预设修正因子库确定修正因子，根据修正因子对初始角度进行修正，以得到目标角度，根据目标角度调整阵列天线的转向角度，其中，第二信干噪比差量为阵列天线抑制后输出的信干噪比与第二预设信干噪比的差值，第二转向角度表中每个第二信干噪比差量均对应有一个初始角度。
本申请一些实施例中，所述方法还包括：
若干扰是压制干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比不低于第一预设信干噪比，或，干扰是欺骗干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比不低于第二预设信干噪比，则不调整阵列天线的转向角度。
本实施例中，阵列天线利用导航信号与干扰信号的来波方向差异，通过空域自适应处理能够抑制干扰增强信号，为了提高抗干扰能力，可进一步联合时域或频域，改善自适应阵列的抗干扰能力，从而改善输出的信干噪比。但是，若信源与干扰源时域相关、空域相邻时，传统自适应波束形成算法会导致波束畸变，导致输出的信干噪比较差。因此，需要通过平面阵转向技术（阵列天线转向角度）改善信干噪比，从而提高抑制效果。
本实施例中，干噪比为干扰信号的功率与阵列中阵元的噪声功率的比值，此值接近于0说明噪声对输出的信干噪比影响较大，此值接近于1说明干扰对输出的信干噪比影响较大。基于干噪比的趋向程度分配干扰和噪声的权重，比如，干噪比值为0.8，很接近于1，则干扰占0.8，噪声占0.2（权重）。
本实施例中，中间量的公式为：
其中，K为中间量，
为干扰强度对应的转换权重（分配的），
为干扰强度，
为噪声强度对应的转换权重（分配的），
为噪声强度。
本实施例中，根据修正因子对初始角度进行修正，是指两者的乘积为目标角度。
上述方案的有益效果：通过阵列天线抑制后的信干噪比，调整阵列天线的转向角度，从而改善输出的信干噪比，提高了抑制效果。
通过应用以上技术方案，接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差；基于传输信息判断卫星信号是否受到干扰，判断干扰是否为压制干扰；若干扰并非是压制干扰，则获取干扰信号的方向，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰；若干扰是压制干扰，则通过阵列天线进行干扰的抑制；若干扰是欺骗干扰，则获取干扰信号的干信比，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制；获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度。本申请通过卫星信号功率差判断是否为欺骗干扰，提高了判断的精度，并通过干信比进行阵列天线的干扰抑制，通过信干噪比调整转向角度，提高了抑制的可靠性。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施场景所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种信号干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差；
基于传输信息判断卫星信号是否受到干扰，判断干扰是否为压制干扰；
若干扰并非是压制干扰，则获取干扰信号的方向，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰；
若干扰是压制干扰，则通过阵列天线进行干扰的抑制；
若干扰是欺骗干扰，则获取干扰信号的干信比，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制；
获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收目标卫星发送的传输信息，根据传输信息确定卫星信号噪声功率差，包括：
传输信息包括目标卫星的C/A码信息和目标卫星的信号频谱图；
根据目标卫星的C/A码信息确定目标卫星的主要带宽区域，根据目标卫星的主要带宽区域在信号频谱图中确定主要功率区间，基于信号传输损耗确定卫星地面信号功率；
基于卫星地面信号功率和主要功率区间确定卫星地面信号功率区间，在目标卫星的信号频谱图上找的与卫星地面信号功率区间对应的带宽区域，并确定此带宽区域内的噪声功率区间；
将卫星地面信号功率区间与噪声功率区间作差得到功率差区间。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于干扰信号的方向和卫星信号噪声功率差判断干扰是否为欺骗干扰，包括：
控制接收机朝干扰信号相反的方向按照动态参数移动预设距离，并获取接收机移动过程中的信号载噪比，建立载噪比变化曲线；
获取接收机信息和C/A码信息确定载噪比阈值范围，判断载噪比变化曲线是否在载噪比阈值范围内；
若载噪比变化曲线不在载噪比阈值范围内，则判断干扰为欺骗干扰；
若载噪比变化曲线在载噪比阈值范围内，则根据动态参数在载噪比变化曲线中选取多个标志点，计算相邻两个标志点间的斜率平均值，从而得到综合斜率平均值，综合斜率平均值公式如下：
其中，
是综合斜率平均值，n为斜率平均值的个数，
是第i个斜率平均值对应的相邻两个标志点的互影响权重，
是第i个斜率平均值，exp是指数函数；
若综合斜率平均值超过预设斜率区间，则干扰为欺骗干扰；
若综合斜率平均值不超过预设斜率区间，则不存在欺骗干扰。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，控制接收机朝干扰信号相反的方向按照动态参数移动预设距离，包括：
将预设距离划分为多个长度不同的子距离，根据子距离的长度确定动态参数，其中，动态参数包括速度和加速度；
先确定首子距离的初始速度，
再确定后续子距离的加速度，
其中，
是第一初始速度，
是第二初始速度，
是第三初始速度，且
，
、b1、c1、d1均为首子距离对应的预设距离，
、b2、c2、d2均为后续子距离对应的预设距离，
是初始预设加速度，X1是首子距离的长度，X2是后续子距离的长度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据动态参数在载噪比变化曲线中选取多个标志点，包括：
基于载噪比变化曲线建立对应的速度变化曲线，将首子距离中
/2处作为标志点，在速度变化曲线中确定每个后续子距离的平均速度，并将后续子距离中平均速度处作为标志点。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于干信比通过阵列天线进行干扰的抑制，包括：
根据接收机信息确定第一干信比区间；
若干扰信号的干信比位于第一干信比区间，则不通过阵列天线进行抑制；
若干扰信号的干信比位于第二干信比区间，则根据卫星信号噪声功率差预测干扰概率，基于干扰概率控制阵列天线进行抑制或不进行抑制；
若干扰信号的干信比位于第三干信比区间，则通过阵列天线进行抑制；
其中，第一干信比区间小于第二干信比区间，第二干信比区间小于第三干信比区间。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据卫星信号噪声功率差预测干扰概率，基于干扰概率控制阵列天线进行抑制或不进行抑制，包括：
根据干扰信号的干信比和第二干信比区间内最小值确定干信比超出量；
将卫星信号噪声功率差进行映射，得到噪声影响量；
基于干信比超出量和噪声影响量确定校对量；
校对量公式为：
其中，L为校对量，
为干信比超出量对应的影响权重，
为干信比超出量，
为噪声影响量对应的影响权重，
为噪声影响量，
为目标卫星的综合安全性对应的影响权重，n为目标卫星的参数数量，
为第i项目标卫星参数的公开程度对应的平衡权重，
为第i项目标卫星参数的公开程度，
为第i项目标卫星参数的保密程度对应的平衡权重，
为第i项目标卫星参数的保密程度；
根据校对量和预设概率表预测干扰概率，其中概率表中每个校对量均对应有一个干扰概率；
若干扰概率超过第一预设概率，则控制阵列天线进行抑制；
若干扰概率超过第二预设概率，且不超过第一预设概率，则确定误判影响量，根据误判影响量在预设修正因子库中选择一个修正因子对干扰概率进行修正，得到修正后的干扰概率，若修正后的干扰概率超过第三预设概率，则控制阵列天线进行抑制，若修正后的干扰概率不超过第三预设概率，则控制阵列天线不进行抑制；
若干扰概率不超过第二预设概率，则控制阵列天线不进行抑制；
其中，第一预设概率大于第二预设概率。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取阵列天线抑制后输出的信干噪比，基于信干噪比调整阵列天线的转向角度，包括：
若干扰是压制干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比低于第一预设信干噪比，则根据第一信干噪比差量和第一转向角度表调整阵列天线的转向角度，其中第一转向角度表中每个第一信干噪比差量均对应有一个目标角度，第一信干噪比差量为阵列天线抑制后输出的信干噪比与第一预设信干噪比的差值；
若干扰是欺骗干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比低于第二预设信干噪比，则获取干噪比，基于干噪比的趋向程度分配干扰和噪声的权重，基于干扰和噪声的权重确定中间量，根据第二信干噪比差量和第二转向角度表确定初始角度，根据中间量和预设修正因子库确定修正因子，根据修正因子对初始角度进行修正，以得到目标角度，根据目标角度调整阵列天线的转向角度，其中，第二信干噪比差量为阵列天线抑制后输出的信干噪比与第二预设信干噪比的差值，第二转向角度表中每个第二信干噪比差量均对应有一个初始角度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若干扰是压制干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比不低于第一预设信干噪比，或，干扰是欺骗干扰，且阵列天线抑制后输出的信干噪比不低于第二预设信干噪比，则不调整阵列天线的转向角度。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117169825A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-12-05 | 北京航空航天大学 | 干扰信号生成方法、装置及系统和存储介质 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101477189A (zh) * | 2009-01-22 | 2009-07-08 | 中国民航大学 | 通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法 |
| CN102087353A (zh) * | 2009-12-08 | 2011-06-08 | 北京邮电大学 | 一种抑制干扰的方法及设备 |
| CN102721971A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-10-10 | 武汉苍穹数码仪器有限公司 | 一种提高gnss接收机抗干扰性能的方法 |
| US20140035783A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Vincent M. Contarino | Multi-beam antenna array for protecting GPS receivers from jamming and spoofing signals |
| CN103941267A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-07-23 | 中国民航大学 | 一种结合去噪和doa估计的卫星导航欺骗式干扰抑制方法 |
| CN104330809A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-02-04 | 中国民航大学 | 基于多信源估计的卫星导航欺骗式干扰抑制方法 |
| CN104330808A (zh) * | 2014-11-01 | 2015-02-04 | 中国民航大学 | 基于解重扩技术的多类卫星导航干扰抑制方法 |
| CN105158773A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-12-16 | 北京航天长征飞行器研究所 | 一种用于卫星导航接收系统的多波束指向抗干扰处理方法 |
| CN107247273A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-10-13 | 西安电子科技大学 | 一种gps分离式动态反馈干扰方法 |
| CN109412744A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-01 | 北京和协导航科技有限公司 | 一种无人机全方位干扰系统 |
| CN109901200A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-06-18 | 湖南国科防务电子科技有限公司 | 卫星导航信号欺骗干扰检测方法、处理设备和系统 |
| CN111366950A (zh) * | 2020-05-31 | 2020-07-03 | 湖南跨线桥航天科技有限公司 | 卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统 |
| CN112083447A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-15 | 清华大学 | 定位导航欺骗源的方法及装置 |
| CN113740883A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 阳光学院 | 基于多面相控阵的卫星导航干扰测向系统和方法 |
| CN114839652A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-02 | 西北工业大学 | 阵列误差下的稳健欺骗式干扰抑制方法 |
| CN115755108A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-07 | 湖南韶峰应用数学研究院 | 基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法 |
-
2023
- 2023-03-13 CN CN202310236853.4A patent/CN115951374B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101477189A (zh) * | 2009-01-22 | 2009-07-08 | 中国民航大学 | 通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法 |
| CN102087353A (zh) * | 2009-12-08 | 2011-06-08 | 北京邮电大学 | 一种抑制干扰的方法及设备 |
| CN102721971A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-10-10 | 武汉苍穹数码仪器有限公司 | 一种提高gnss接收机抗干扰性能的方法 |
| US20140035783A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Vincent M. Contarino | Multi-beam antenna array for protecting GPS receivers from jamming and spoofing signals |
| CN103941267A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-07-23 | 中国民航大学 | 一种结合去噪和doa估计的卫星导航欺骗式干扰抑制方法 |
| CN104330809A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-02-04 | 中国民航大学 | 基于多信源估计的卫星导航欺骗式干扰抑制方法 |
| CN104330808A (zh) * | 2014-11-01 | 2015-02-04 | 中国民航大学 | 基于解重扩技术的多类卫星导航干扰抑制方法 |
| CN105158773A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-12-16 | 北京航天长征飞行器研究所 | 一种用于卫星导航接收系统的多波束指向抗干扰处理方法 |
| CN107247273A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-10-13 | 西安电子科技大学 | 一种gps分离式动态反馈干扰方法 |
| CN109412744A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-01 | 北京和协导航科技有限公司 | 一种无人机全方位干扰系统 |
| CN109901200A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-06-18 | 湖南国科防务电子科技有限公司 | 卫星导航信号欺骗干扰检测方法、处理设备和系统 |
| CN111366950A (zh) * | 2020-05-31 | 2020-07-03 | 湖南跨线桥航天科技有限公司 | 卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统 |
| CN112083447A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-15 | 清华大学 | 定位导航欺骗源的方法及装置 |
| CN113740883A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 阳光学院 | 基于多面相控阵的卫星导航干扰测向系统和方法 |
| CN114839652A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-02 | 西北工业大学 | 阵列误差下的稳健欺骗式干扰抑制方法 |
| CN115755108A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-07 | 湖南韶峰应用数学研究院 | 基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117169825A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-12-05 | 北京航空航天大学 | 干扰信号生成方法、装置及系统和存储介质 |
| CN117169825B (zh) * | 2023-09-01 | 2024-06-07 | 北京航空航天大学 | 干扰信号生成方法、装置及系统和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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